تصميمات رؤوس القراءة / الكتابة Read/ Write Head Designs

تصميمات رؤوس القراءة / الكتابة Read/ Write Head Designs :

 

gj

 

مع تطور مشغلات الأقراص الصلبة كان تطور تصميمات رؤوس المشغل. فقديم كانت رؤوس المشغل عبارة عن قلب حديدى وملف كهربى اى نظام كهرومغناطيسي خالص. وكان حجم الرؤوس كبيرا علاوة على ضعف الكثافات المغناطيسية الخاصة بالتسجيل. وعلى مر سنوات عديدة طرأت عديدة على الرؤوس بداية من الرأس ذت القلب المصنوع من حديد الفيرايت Ferrite Core مرورا بأنواع عديدة ذات تكنولوجيات عدة. فيما يلى استعراض لهذه الأنواع وعقد مقارنة لتبيان نقاط الضعف والقوة فى كل نوع:

1- الرأس ذات القلب الفيرايت ferrite Core Head: قدمت شركة IBM Winchester Drive هذا النوع من الرؤوس الذى هو عبارة عن قلب من أكسيد الحديد ملفوف عليه ملف كهربى، حيث ينشأ المجال المغناطيسى عند وصول اشارة كهربية للملف الكهربى أو عندما يمر مجال مغناطيسى بالقرب من الملف. وهذا يعطى إمكانية القراءة / الكتابة للرأس ولكن يعيب هذا النوع كبر حجمه وثقل وزنه عن الانواع الاخرى بالاضافة الى الحاجة الى وجود ارتفاع كبير بين الرأس وسطح الPlatter لمنع التلامس بينهما.

2- الرؤوس ذات الحديد بالثغرة Metal-In-Gap (MIG): هذا النوع هوتطوير للرؤوس ذات القلب الفيرايت وذلك بإضافة الحديد عند الحافة المتأخرة للرأس Trailing. هذا الحديد الذي تم إضافته قد عمل على زيادة كثافة التسجيل المغناطيسى ومقاومة التشبع المغناطيسي. علاوة على إعطاء نبضات تسجيل مغناطيسى محدده بشكل أفضل. كذلك يمكن العمل ع ارتفاعات طفو منخفضة Low Floating Heights.

3- الرؤوس ذات الغشاء الرفيع Thin Film Head: لإنتاج هذا النوع من الرؤوس يتم استخدام نفس الطريقة المستخدمة فى تصنيع شرائح أشباه الموصلات برقاقات الدوائر المتكاملة، ومعروفة هذه الطريقة باسم عملية اليثوغرافية الضوئية Photolithography وهى الطباعة بصفائح معدة فوتوغرافيا. يتميز هذا النوع من الرؤوس بالثغرة الضيقة جدا ويقابل هذه الثغرة سطح من مادة الالمونيوم الصلب الذى تم تكوينه بعملية الرش Sputtering. تعمل مادة الألمونيوم هذه على حماية الرأس فى حالة يلامسها مع الـ Platter . يتكون قلب الرأس من سبيكة الحديد والنيكل وتعطى هذه السبيكة خواص مغناطيسية أعلي من التي يعطيها القلب المصنوع من حديد الفيرايت. تنتج هذه الرؤوس نبضات مغناطيسية حادة الشكل مما يسمح لهذه الرؤوس أن تكتب بكثافات عالية. لأن هذه الرؤوس لا تستخدم الملفات الكهربية التقليدية لذا فهى تمنع تغيرات معاوقة الملف Coil Impedance. يمكن لهذه الرؤوس الخفيفة الوزن أن تطفو فوق سطح الـ Platter على ارتفاعات اقل جدا من الارتفاعات بالرؤوس التي من نوع الفيرايت أو من النوع MIG. ففى بعض التصميمات قد تكون هذه الارتفاعات أقل من ميكروبوصة. تسمح هذه الارتفاعات الصغيرة بنقل اشارة مغناطيسية قوية سواء من الرأس إلى الـ Platter أوالعكس وتزداد نسبة قيمة الاشارة إلى الضوضاء مما يحسن من الدقة. تعتبر هذه الرؤوس حلت حلت محل النوعين السابقين وأصبحت أوسع انتشارا لكفاءتها العالية وقلة تكاليفها.

4. رؤوس المغنيط- المقاومةMagnto-Resistive Head (MR): تعد هذه الرؤوس أحدث تكنولوجيا فى تصنيع الرؤوس وتعتبر شركة IBM هى رائدة صناعة هذا النوع من الرؤوس. ويتفوق هذا النوع عن جميع الأنواع السابقة بلأداء العالي. فجميع مشغلات الأقراص الصلبة التي تزيد سعتها عن واحد جيجا بايت يجب أن تستخدم هذا النوع من الرؤوس. ونستطيع القول بأنه الآن قد حل هذا النوع من الرؤوس محل جميع الأنواع السابقة. تعتمد فكرة رؤوس الـMR ع أن مقاوومة الموصل تتغير تغيراُ طفيفا بتعرضه لمجال مغناطيسى فيتولد تيار ضئيل يسمى تيار الاستشعار Sense Current، حيث يكون هذا التيار حساسا لتغير مقاومة الموصل. تتميز هذه الرؤوس بإعطاء إشارة قوتها تزيد عن ثلاث أضعاف التى تعطيهارؤوس الـTF.وعلى ذلك فان هذه الرؤوس تعمل كحساسات Sensors للمجال المغناطيسى. ولا يعيب هذا النوع من الرؤوس سوى انها غالية الثمن وصعبة التصنيع نسبيا لأنها يجب أن تكون مدعمة بلإضافات التالية:

أ. أسلاك إضافية يجب أن تتحرك من/إلى تارأس لينشأ فيها تيار الاستشعار.

ب. الاحتياج الى من أربعه الى سته خطوات حجب Masking.

ج. ولأن رؤوس الـMR حساسة جدا لذا فهي قابلة للتأثر بالمجالات المغناطيسية الشاردة الآتية لها من الخارج، لذا يجب أن تكون محاطة بدرع Shielded يمنع تعرضها لمثل هذا الفيض الشارد. ولأن رأس MR إما أنها للقراءة فقط أو للكتابة فقط لذلك فان وحدة الرؤوس الواحدة تشتمل ع رأسين أحدهما للقراءة والأخرى للكتابة، بحيث أحداهما MR للقراءة فقط بينما الرأس الأخرى من النوع TF تستخدم للكتابة فقط وذلك لأن النوع MR لايمكنه إلا القراءة فقط.

مزالق الرؤوس Head Sliders:

المزالق هو الجزء الذي يحمل الرأس ليحافظ على ارتفاع الثغرة بينها وبين السطح الـ Platter وذلك أثناء انزلاقه او طفوه فوق سطح الPlatter عند القراءة/ الكتابة.

وهذا المزلاق ذو حجم فى غاية الصغر، ويتكون من ثلاث دحروجات (الواح مائلة تنزلق عليها الاشياء). تركب هذه الدحروجات فوق وسادة هوائية تحيط بجميع مساحة سطح الـ Platters الدوارة. وتجمع رؤوس ومزالق الرؤوس عن أطراف ذراع مشغل الرؤوس Head Actuator Arms بحيث كل رأس قراءة/كتابة تكون عند طرف أحد الاذرع. وهذه الأذرع خفيفة الوزن، صلبة البنيان، مثلثية الشكل، وتصنع من سبيكة معدنية. وهى من الصلابة بحيث تحافظ على توازن الرؤوس بثبات على ارتفاع معين من سطح الـPlatter وذلك أثناء حركة الرؤوس سواء للأمامأو الخلف فوق الـ Platters. ونستطيع أن نقول أن المهمة الرئيسية لمزلاق الرأس هى وضع الرأس فوق سطح الـ Platter على ارتفاع مناسب، أي هي التي تعطي قيمة الثغرة المطلوبة من مشغل الرؤوس. تدخل أذرع مشغل الرؤوس بين الـ Platters بحيث يمكن للرؤوس الوصول لآخر مسار من الداخل Innermost Tracks.

Possibly Related Posts:


كتب في نفس المجال او من نفس الفئة

About farahat 1475 Articles
الــبــاجور - المـنـوفـيـة - جمهورية مصر العربية 0106331333 مهندس /احمد فرحات درس هندسه و علوم النظم و الحاسبات و له خيرة 18 عام في المجالات الهندسية المتعلقه بالنظم الهندسية كافة سواء كانت نظم لها علاقة بالعتاد (كهربيه - الكترونية - ميكانيكية) او نظم لها علاقة بالبرمجيات و قد حصل علي دبلومة مابعد التخرج في هندسه و علم الحاسب

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*